[發(fā)明專利]一種光波導(dǎo)芯片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810636680.4
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108957627B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭煜;嚴(yán)一雄;吳雄輝;夏冰心;郜飄飄;段吉安
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B6/125
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種光波導(dǎo)芯片，包括：輸入波導(dǎo)臂、第一輸出波導(dǎo)臂和第二輸出波導(dǎo)臂；所述輸入波導(dǎo)臂、所述第一輸出波導(dǎo)臂和所述第二輸出波導(dǎo)臂的橫截面呈矩形；其特征在于，所述輸入波導(dǎo)臂的中心線呈直線；所述第一輸出波導(dǎo)臂包括依次連接的第一弧波導(dǎo)段、第二弧波導(dǎo)段、第三弧波導(dǎo)段和第一直波導(dǎo)段；所述第二輸出波導(dǎo)臂包括依次連接的第四弧波導(dǎo)段、第五弧波導(dǎo)段、第六弧波導(dǎo)段和第二直波導(dǎo)段；

所述第一弧波導(dǎo)段和所述第四弧波導(dǎo)段分別與所述輸入波導(dǎo)臂連接，并形成Y型分叉結(jié)構(gòu)，所述第一直波導(dǎo)段和所述第二直波導(dǎo)段分別與所述輸入波導(dǎo)臂平行，所述第一輸出波導(dǎo)臂和所述第二輸出波導(dǎo)臂以所述輸入波導(dǎo)臂的中心線為對稱軸呈對稱分布；

所述第一弧波導(dǎo)段和所述第四弧波導(dǎo)段分別包括第一數(shù)量的子弧波導(dǎo)段，所述第三弧波導(dǎo)段和所述第六弧波導(dǎo)段分別包括第二數(shù)量的子弧波導(dǎo)段，每一子弧波導(dǎo)段的中心線對應(yīng)的圓弧的半徑為第一半徑，所述第二弧波導(dǎo)段的中心線對應(yīng)的圓弧和所述第五弧波導(dǎo)段的中心線對應(yīng)的圓弧的半徑均為第二半徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)芯片，其特征在于，所述第一弧波導(dǎo)段包括的所述第一數(shù)量的子弧波導(dǎo)段的中心線分別對應(yīng)的圓弧的圓心重合，所述第三弧波導(dǎo)段包括的所述第二數(shù)量的子弧波導(dǎo)段的中心線分別對應(yīng)的圓弧的圓心重合，所述第四弧波導(dǎo)段包括的所述第一數(shù)量的子弧波導(dǎo)段分別對應(yīng)的圓弧的圓心重合，所述第六弧波導(dǎo)段包括的所述第二數(shù)量的子弧波導(dǎo)段分別對應(yīng)的圓弧的圓心重合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)芯片，其特征在于，所述第一弧波導(dǎo)段的中心線在第一中心點處的切線與所述輸入波導(dǎo)臂的中心線所在的直線平行，所述第一弧波導(dǎo)段的中心線和所述第二弧波導(dǎo)段的中心線在第二中心點處的切線重合，所述第二弧波導(dǎo)段的中心線和所述第三弧波導(dǎo)段的中心線在第三中心點處的切線重合，所述第三弧波導(dǎo)段的中心線在第四中心點處的切線與所述輸入波導(dǎo)臂所在的直線平行；

所述第四弧波導(dǎo)段的中心線在第五中心點處的切線與所述輸入波導(dǎo)臂所在的直線平行，所述第四弧波導(dǎo)段的中心線和所述第五弧波導(dǎo)段的中心線在第六中心點處的切線重合，所述第五弧波導(dǎo)段的中心線和所述第六弧波導(dǎo)段的中心線在第七中心點處的切線重合，所述第六弧波導(dǎo)段的中心線在第八中心點處的切線與所述輸入波導(dǎo)臂所在的直線平行；

所述第一中心點、所述第二中心點、所述第三中心點、所述第四中心點、所述第五中心點、所述第六中心點、所述第七中心點和所述第八中心點分別對應(yīng)為所述輸入波導(dǎo)臂與所述第一弧波導(dǎo)段之間、所述第一弧波導(dǎo)段與所述第二弧波導(dǎo)段之間、所述第二弧波導(dǎo)段與所述第三弧波導(dǎo)段之間、所述第三弧波導(dǎo)段之間與所述第一直波導(dǎo)段之間、所述輸入波導(dǎo)臂與所述第四弧波導(dǎo)段之間、所述第四弧波導(dǎo)段與所述第五弧波導(dǎo)段之間、所述第五弧波導(dǎo)段與所述第六弧波導(dǎo)段之間以及所述第六弧波導(dǎo)段之間與所述第二直波導(dǎo)段之間的結(jié)合面的中心點。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)芯片，其特征在于，所述輸入波導(dǎo)臂包括依次連接的第三直波導(dǎo)段、錐波導(dǎo)段、第四直波導(dǎo)段、展寬波導(dǎo)段和第五直波導(dǎo)段，所述第五直波導(dǎo)段分別與所述第一輸出波導(dǎo)臂和所述第二輸出波導(dǎo)臂連接；

所述第三直波導(dǎo)段的寬度為第一寬度，所述第四直波導(dǎo)段的寬度為第二寬度，所述第五直波導(dǎo)段的寬度為第三寬度，所述第一寬度大于所述第二寬度，所述第二寬度小于所述第三寬度；

所述錐波導(dǎo)段與所述第三直波導(dǎo)段相連接的一端的端面的寬度為所述第一寬度，所述錐波導(dǎo)段與所述第四直波導(dǎo)段相連接的一端的端面的寬度為所述第二寬度，所述展寬波導(dǎo)段與所述第四直波導(dǎo)段相連接的一端的端面的寬度為所述第二寬度，所述展寬波導(dǎo)段與所述第五直波導(dǎo)段相連接的一端的端面的寬度為所述第三寬度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光波導(dǎo)芯片，其特征在于，所述錐波導(dǎo)段的長度范圍為300～500μm，所述第四直波導(dǎo)段的長度范圍為100～150μm、所述展寬波導(dǎo)段的長度范圍為200～400μm，所述第五直波導(dǎo)段的長度范圍為100～200μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)芯片，其特征在于，每一子弧波導(dǎo)段的中心線對應(yīng)的圓弧的圓心角、所述第二弧波導(dǎo)段的中心線對應(yīng)圓弧的圓心角以及所述第五弧波導(dǎo)段的中心線對應(yīng)的圓弧的圓心角均為預(yù)設(shè)弧度值，所述預(yù)設(shè)弧度值的取值范圍為0.3°～0.8°。